‘새로운 단백체 분석기술’ 국내 연구진 개발

KAIST 이상엽 교수, ‘Journal of Proteome Research’ 게재

생리적 변화를 단백질 수준에서 관찰할 수 있는 단백체(프로테옴) 연구에 관심이 집중되고 있는 가운데 국내 연구진이 새로운 단백체 분석 기술을 선보여 주목된다.
 
한국과학기술원(KAIST, 총장 로버트 러플린) 생명화학공학과 이상엽 교수(LG화학 석좌교수)는 작은 열충격 단백질의 세포외 단백질 분해 저해 기능을 적용하여 획기적으로 향상된 단백체 분석 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.
 




      

 
단백체 연구는 포스트 게놈 시대의 가장 주목 받는 연구 분야인 동시에 시스템 생물학의 중심이 되는 한 분야이다.
 
과학기술부 시스템생물학 연구개발사업으로 진행된 이 연구에서 이 교수팀은 대장균의 전체 전사체와 단백체를 분석하고, 이들을 대사 및 조절회로에 연관시키는 과정에서 작은 열충격 단백질의 새로운 기능을 발견했다.
 
연구팀은 직접 대장균에서 작은 열충격 단백질을 생산·정제하고 이를 이용한 세포 밖 시험관(in vitro)에서 작은 열충격 단백질이 다양한 효소에 의한 단백질 분해를 효율적으로 억제함을 규명했다.
 
또한 다른 종에서 유래한 작은 열충격 단백질들도 마찬가지로 단백질 분해를 억제하는데 사용될 수 있음도 밝혀냈다.


▲ KAIST 생명화학공학과 이상엽 교수


 
 
또한 다른 종에서 유래한 작은 열충격 단백질들도 마찬가지로 단백질 분해를 억제하는데 사용될 수 있음도 밝혀냈다.이와 함께 단백체 연구의 핵심기술 중의 하나인 2차원 전기영동시 단백질이 분해되어 변형되거나 없어지는 문제 해결을 위해 이번 기술을 적용, 2차원 전기영동시 작은 열충격 단백질 첨가로 단백질 분해 현상을 저해 시킬 수 있음을 밝혀냈다.

 
이번 기술로 기존에 알려진 단백질 분해 저해제를 적용하였을 때는 검출 되지 않았던 단백질들도 검출이 가능했으며, 최고 50% 이상 증가된 숫자의 단백질들도 관찰할 수 있었다.
또한 미생물뿐 아니라 사람, 식물 유래의 다양한 단백질 시료에도 적용하여 모든 경우에서 그 효과를 확인함으로써, 이 기술이 매우 광범위한 단백질 시료에 적용 가능함을 보여 주었다.
단백체 연구의 가장 핵심적인 기술은 세포, 조직, 또는 생물체 유래 샘플을 폴리아크릴아마이드젤(polyacrylamide gel) 상에서 2차원 전기영동방법으로 분리하는 것으로 이때 전체 단백질들을 분석할 수 있도록 단백질 분해를 막는 것이 매우 중요하다.
지금까지 다양한 단백질 분해 저해제들이 개발되어 실험에 사용되어 왔지만 단백체 분석시 2차원 전기영동된 젤(gel)에서는 단백질 분해 등의 현상으로 인해 게놈에서 예측되는 숫자보다 훨씬 적은 수의 단백질들이 발견되어 전체 단백질 대상 연구에 한계를 드러냈다.
이상엽 교수는 “모든 단백체 분석에 적용이 가능한 이 기술이 향후 단백체 연구 분야에 획기적인 발전을 가져올 것”이며 “단백체를 이용한 세포내 생리 변화 관찰 또는 질병 진단 표지 개발 등에 상당한 고성능의 분해능을 제공해 줄 수 있을 것”이라고 밝혔다.
 
이번 기술은 현재 전세계 특허 출원·등록 중이고, 미국화학회(American Chemical Society)에서 발간하는 단백체 분야의 권위 있는 학술지인 ‘Journal of Proteome Research’에 실리게 되며, 온라인 판에 게재됐다.
 

조현미 기자([e-mail])
2005-11-09